食品工艺优化的论文

微生物的发酵作用对传统酿造食品安全性的影响摘要：对我国酿造食品的工艺特点和生物转化作用机制进行了阐述，分析了发酵过程中微生物的发酵作用对食品酿造过程中的生物性污染、化学性污染和物理性污染等食品安全性因素的影响，得出我国传统酿造食品由于微生物的发酵作用经过分解、消除和滤过等过程使其更具有安全性特征。关键词：传统酿造食品；发酵作用；食品安全食品为人类提供营养要素，同时也是微生物生长的天然培养基。我国传统酿造食品（酱油、酱类、食醋、腐乳、白酒、酸菜、泡菜等）多以谷类、豆类、蔬菜等为原料，将自然界的群体微生物引入发酵过程共同作用形成风味独特的食品。通过微生物发酵作用引起的生物转化食品具有良好的品质、感官特性、可消化性和营养价值。随着现代工业发展，工业“三废”中的有毒有害物质（如重金属毒物、N-亚硝基化合物、多环芳烃化合物等）在环境中污染逐渐增多，这些有毒有害物质通过土壤、水体、空气等环境污染酿造食品原料、食品容器和包装材料等。化学农药、化肥和仓储药剂（如杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、粮食熏蒸剂、防护剂等）通过各种渠道污染食品酿造原料，作为发酵原料的粮食在生产、加工、贮藏等环节受到霉菌、细菌、寄生虫等生物污染。本文从我国传统食品酿造的工艺特点、微生物的生物转化机制对食品污染的作用进行分析，探究传统酿造食品在发酵过程中的安全性问题。1传统酿造食品的工艺特点我国传统酿造食品历史悠久，经过千百年的实践形成独特的酿造工艺特点。敞口固态发酵传统酿造一般采用固态发酵技术，在添加谷糠或稻壳等辅料之后进行边糖化边发酵的“双边发酵”工艺，具有发酵时间长、产品风味浓厚、管理粗放等特点。整个过程采用敞口式工艺，充分利用物产资源与自然资源，制曲时富集各种功能性微生物，驯化和培育了特定的微生物群落结构体系，将主体微生物与环境微生物融为一体。同时摸索出一套完整的温度、湿度、酸碱度、通气量、发酵时间等酿造工艺条件，创立了产品增香与各种加工技术，对创造我国独特的酿造食品风味和保证产品质量具有十分重要的作用。多种微生物共同作用酿造过程是一个复杂的生物化学反应过程，产品品质主要取决于多种微生物的协同作用。微生物主要来自于曲种和环境，包括霉菌、酵母菌、细菌等，各种微生物共栖生长，赋予醅料复杂而完整的酶系，具有较强的糖化、液化和蛋白分解能力。各种微生物在发酵过程中盛衰交替，此消彼长，协同作用，产生单一菌种所不能比拟的作用。在发酵过程中水解与发酵交替进行，避免过高浓度底物对有益微生物和生化反应的负面影响。发酵时间长，酶促反应深入而完善，代谢产物丰富多彩，产品风味醇厚、浓郁[1-2]。多样的产品防腐措施传统酿造食品采取灵活多样的产品安全措施，一是依靠代谢产物本身的防腐作用（如白酒是依赖酒精的杀菌作用，食醋是靠醋酸的抑菌作用）；二是利用高浓度的食盐抑制微生物的生长繁殖（如酱油、酱、腐乳等）。2传统酿造食品的生物转化机制传统酿造过程是多种微生物将原料中的淀粉、蛋白质和脂类等大分子物质转化为产品的各种小分子风味物质，构成产品的主要成分。酱油的风味物质按其化合物性质可分为醇类、酯类、酸类、醛类及缩醛类、酚类、呋喃酮类和含硫化合物等[3-4]；食醋中除含有主要成分醋酸外，还含有糖分、氨基酸、酯、醛、醇、酚、酮类等化学成分[5-6]。酱油和食醋等酿造食品的风味物质构成产品特有的色、香、味，其来源主要是2方面，一是植物原料的“主生物质”（如蛋白质、淀粉等“，次生物质”如丹宁、芳香族化合物、异黄酮）；二是微生物及其酶对植物原料作用后的代谢产物。此外，白酒、酱油、食醋等在贮藏过程中各种代谢产物相互作用形成各种风味物质，据分析酱油含有300多种风味物质[4]。多糖的转化传统酿造食品原料的主要成分为淀粉，它在曲霉菌分泌淀粉酶的作用下分解为葡萄糖。这些单糖一部分作为霉菌、酵母菌和细菌生长繁殖的碳源和能源，一部分在微生物的作用下形成发酵产品的各种代谢产物。由淀粉转化来的代谢产物包括各种酸类、醇类、酚类以及低聚糖等[7]。酱油的糖分包括由大豆转化的低聚糖（如水苏糖、棉子糖等）和由小麦淀粉转化的蔗果三糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖以及低聚木糖等，而酿造食品的酸类、醇类、酚类等小分子产物是构成产品风味的物质基础。蛋白质的转化

发酵豆粕的实质是“用发酵技术处理大宗原料----豆粕”,受规模和原料成本所限,小规模,不稳定的生产方式是不合理的,必须以工业化水平进行生产。工业的技术前提,是“检测-分析-反馈体系”的建立和健全。目前发酵豆粕工艺对于检测体系是缺失的。本实验在实验中,首先建立了完整的发酵豆粕的“检测-分析-反馈体系”,然后进行工艺开发,并对所建立的“检测-分析-反馈体系”进行了合理性证明。首先明确液体深层发酵工艺过程参数选取的三个原则：1,精度。2,即时性。3,多重平行。为建立固体发酵工艺的“检测-分析-反馈体系”,进行生理参数的选取和检测,在借鉴液体深层发酵工艺以建立检测体系的过程中,最大的障碍就是物料的物理性质。由于固体发酵物料不是均匀的,这就要求取样不能任意选取,而应该在最能代表大部分或绝大部分物料的点,选取不止一个的点进行检测,然后去掉离群值,平均其余的检测点以尽可能得到散布较小的,有连贯性的数据。按照发酵行业检测的习惯,所有生理参数检测都是在较稀的水溶液中进行。工业化检测的经验显示,在水溶液中进行的定量检测,比固体条件下的检测要精确地多。依照这个惯例,固体发酵工艺过程参数也应该选用与液体深层发酵类似的过程生理参数。按照发酵参数选取的原则,参照液体发酵,已经初步确定固体发酵工艺的生理参数,但是,要建立完整的数据处理方法,也即工业化前提的“检测-分析-反馈体系”,必须要证明曲线的合理性,解决曲线的真实度和连续性,曲线才能认为是可以分析的。本文在理论上论证参数的合理性和方法的正确性的可能性。并且,用实验验证检测方法,进行实证。另外,本文明确提出了发酵风险成本的概念。事实上,发酵风险成本概念的提出,以及本文在全成本核算中,提出发酵工艺的相对合理性指标,就可以建立在成本上量化的评价被开发工艺的合理性和先进性的评价体系,直接在数字上比较工艺优劣,回避开工艺选择过程因为标准模糊而进入两难的境地。本实验在建立的“检测-分析-反馈体系”上,应用对发酵风险成本的计算和对发酵工艺相对合理性指标的比较上,在尊重“发酵豆粕的本质是豆粕原料的微生物处理”的观念下,得到了具有工业级意义的,可以放大的,稳定的成本合理的发酵豆粕工艺。 [1] 赵艳,章亭洲. 发酵豆粕替代75%秘鲁鱼粉对仔猪生长性能的影响[J]. 饲料与畜牧. 2010(06)[2] 严鹤松,夏俊松,梁运祥. 黑曲霉发酵豆粕的研究[J]. 饲料工业. 2009(13)[3] 晓陆. 2009年5月全国饲料生产形势分析[J]. 饲料广角. 2009(12)[4] 曹允. 2007年美国饲料与畜牧市场概况(1)[J]. 饲料广角. 2009(12)[5] 李建. 发酵豆粕研究进展[J]. 粮食与饲料工业. 2009(06)[6] 陈济琛,陈名洪,蔡海松,林新坚. 芽孢菌固态发酵降解豆粕工艺研究[J]. 大豆科学. 2008(05)[7] 蒋国华. 粗饲料降解剂发酵豆粕喂猪技术[J]. 农村新技术. 2008(16)[8] 钟耀华,王晓利,汪天虹. 丝状真菌高效表达异源蛋白研究进展[J]. 生物工程学报. 2008(04)[9] 苏移山,王圣钧,王鹏,祁庆生. N-糖酰胺酶F在大肠杆菌中的高效表达及其脱糖基化作用研究[J]. 生物工程学报. 2005(06)[10] 邵伟,熊泽,何晓文. 发酵大豆多肽及其功能研究[J]. 中国酿造. 2005(06)